LED具有体积小、功耗小、寿命长、反应速度快、环保等优点,被行业认为是能带动21世纪照明变革,并且能替代传统照明灯具的潜力商品。随着LED产品应用领域的拓宽,如室内照明、道路照明、汽车照明等,会遇到高温、高湿、热冲击、振动、盐雾、静电、过电流以及沙尘等多种恶劣条件,失效情况屡屡发生。由此可见,寻找有效且能迅速发现LED灯具失效位置及失效机理的方法,是提高大功率LED照明产品可靠性的挑战之一。本文主要采用数值模拟、试验与理论分析相结合的方法来研究湿热环境下的LED灯具的可靠性问题,具体工作包含以下几个方面:　　(1)通过动态机械分析仪测定了多频条件下LED封装用硅胶的储能模量E′、损耗模量E″、损耗角正切tanδ及玻璃化转变温度Tg等重要参数,并根据时温等效原理构建硅胶储能模量的主曲线,拟合出有限元软件ANSYS所需的参数。同时,通过数值模拟对比分析了硅胶的线弹性与粘弹性对LED力学性能的影响。　　(2)根据质量守恒定律、能量守恒定律以及Fick第二定律,建立湿热环境下LED灯具的相关数学模型。并结合数值模拟方法分析了湿热环境下LED灯具的温度场、湿度场、热—结构耦合场、湿—结构耦合场及热—结构—湿耦合场的分布。　　(3)采用实验与仿真相结合的方式进行多物理场分析。运用热瞬态测试仪T3Ster所得的电热转换效率用于温度场仿真分析,并结合热敏电阻所测真实温度验证仿真结果。此外,通过高温高湿(85°C/85％RH)实验研究吸湿对于LED灯具光学性能的影响,对比吸湿前后热阻,分析并验证热湿耦合时的温度场分布。结果表明,数值模拟结果与实际测量结果非常接近。　　(4)运用多物理场耦合分析方法,对LED灯具在无湿度作用与有湿度作用下的两种步进温度加速试验方案进行有限元仿真分析。同时具体实施了两种试验方案,并对试验样品进行光学检测及解剖分析。从失效现象及退化现象两方面,比较有无湿度作用下仿真结果与实验结果的一致性,以验证多物理场分析方法的可行性。　　研究结果表明:第一,运用DMA所测参数进行有限元力学分析,结果更接近真实情况。其中,仅分析两种物理场耦合时,热—结构耦合应力远高于湿—结构耦合应力;但同时分析三个物理场时,热—结构—湿耦合应力的最大值约高于热—结构耦合应力52.3%。第二,高温高湿试验对LED灯具的光学性能有较大影响。经300小时试验后其光通量衰减率高达11.57%,色温也发生缓慢变化,但吸湿对温度分布的影响并不大。第三,对无湿度与有湿度两种步进加速试验方案进行仿真时都观察到:随着温度的上升,电极与LED基板间、灯头处的应力值都逐渐升高,应力范围也渐渐扩大,而且试验发现LED灯具实际失效部位与仿真结果的应力集中位置非常一致。同时,结合仿真得到的等效温度与亚马卡西定律所推导出的LED灯具光衰曲线,与试验所得光衰曲线趋势一致。由此证明多物理场分析方法具有可行性。　　本文所研究的针对湿热环境下的LED灯具的多物理场耦合分析方法,为今后快速发现LED灯具失效位置及机理的可靠性研究提供了理论依据和技术支持。